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JP2018165778A - 表示装置 - Google Patents

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JP2018165778A
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substrate
flexible substrate
liquid crystal
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絵美 日向野
Emi Hyugano
絵美 日向野
敏行 日向野
Toshiyuki Hyugano
敏行 日向野
盛右 新木
Morisuke Araki
盛右 新木
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Japan Display Inc
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Abstract

【課題】一対の基板の位置ずれを抑制できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第1可撓性基板と、第2可撓性基板と、液晶層と、第1スペーサと、第2スペーサと、を備えている。第1可撓性基板は、第1面と、第2面と、を有している。第2可撓性基板は、第3面と、第4面と、を有している。液晶層は、第1面と第3面との間に配置されている。第1スペーサは、第1面に配置されている。第2スペーサは、第3面に配置されている。第1スペーサ及び第2スペーサの一方は、凹部を有している。他方は、凸部を有している。凸部の先端は、凹部に接している。【選択図】図7

Description

本発明の実施形態は、可撓性の液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、位置を合わせて重ねられた一対の基板を備えている。両方又は一方の基板には、偏光板等の光学フィルムが貼り付けられている。光学フィルムを貼り付ける工程や、光学フィルムを貼り付ける前に基板から保護フィルムを引き剥がす工程において、いずれかの基板が装置に引っ張られた結果、一方の基板に対する他方の基板の位置がずれるおそれがある。また、可撓性の表示装置の隣り合う複数の端辺を湾曲させた場合、一方の基板に対して他方の基板が斜め方向にずれるおそれがある。可撓性の液晶表示装置は、基材が樹脂等の可撓性材料で形成されている(例えば、特許文献1参照)。可撓性の基板は、引っ張られると曲がったり伸びたりするため、ガラス基板等の剛性の基材と比べて、弱い力でも位置ずれを生じる傾向がある。
特開2009−230072号公報
本開示の目的は、一対の基板の位置ずれを抑制できる表示装置を提供することにある。
一実施形態に係る表示装置は、第1可撓性基板と、第2可撓性基板と、液晶層と、第1スペーサと、第2スペーサと、を備えている。第1可撓性基板は、第1面と、第1面とは反対側の第2面と、を有している。第2可撓性基板は、第1面に対向する第3面と、第3面とは反対側の第4面と、を有している。液晶層は、第1面及び第3面の間に配置されている。第1スペーサは、第1面に配置されている。第2スペーサは、第3面に配置されている。第1スペーサ及び第2スペーサのいずれか一方は、凹部を有している。第1スペーサ及び第2スペーサのいずれか他方は、凸部を有している。凸部の先端は、凹部に接している。
図1は、各実施形態に共通する表示装置の概略的な構成を示す平面図である。 図2は、図1に示された副画素を拡大して示す平面図である。 図3は、図2中のF3−F3線に沿う断面図である。 図4は、表示装置の製造方法の一例を示すフロー図である。 図5は、図4に示された保護フィルムを引き剥がす工程を説明する平面図である。 図6は、図4に示された光学フィルムを貼り付ける工程を説明する側面図である。 図7は、図2中のF7を拡大して示す平面図である。 図8は、第1実施形態の表示装置に係る第1及び第2スペーサを図7中のF8−F8線に沿って切断した断面図である。 図9は、凸部の配列密度を模式的に示す平面図である。 図10は、第1実施形態の第1変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図11は、第1実施形態の第2変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図12は、第1実施形態の第3変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図13は、第1実施形態の第4変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図14は、第1実施形態の第5変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図15は、第1実施形態の第6変形例に係る第1及び第2スペーサを示す断面図である。 図16は、非表示領域を湾曲させた表示装置を示す斜視図である。 図17は、カバー部材に表示装置を貼り付ける工程を説明する断面図である。 図18は、第2実施形態の表示装置に係る第1及び第2突出部を示す断面図である。
いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者が発明の主旨を保って適宜変更について容易に想到し得るものは、当然に本発明の範囲に含まれる。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素について符号を省略することがある。また、本明細書及び各図において、既に説明した図と同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
また、本明細書において「αはA,B又はCを含む」、「αはA,B及びCのいずれかを含む」、「αはA,B及びCからなる群から選択される一つを含む」といった表現は、特に明示がない限り、αがA〜Cの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
以下の説明において、表示装置の一例として液晶表示装置である表示装置DSPを開示する。表示装置DSPは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。
図1は、各実施形態に共通する表示装置DSPの概略的な構成を示す平面図である。図1に示すように、表示装置DSPは、例えば、表示面及び背面を有した表示パネル(液晶セル)PNLと、表示パネルPNLの背面に光を照射する照明装置(バックライト)BLと、を備えている。
表示パネルPNLは、背面に入射した光を選択的に透過することで表示面に画像を表示する。表示パネルPNLの表示面は、平面であってもよいし、湾曲した曲面であってもよい。なお、表示パネルPNLは、表示パネルPNLの表示面に入射した光を選択的に反射させることで表示面に画像を表示する反射型であってもよい。表示パネルPNLが反射型である場合、照明装置BLを省略してもよい。以下の説明において、表示パネルPNLの表示面から背面に向かって見ることを平面視と定義する。
表示パネルPNLは、第1基板(アレイ基板)SUB1と、第2基板(対向基板)SUB2と、シール材3と、液晶層LCと、制御モジュールCTRと、を備えている。第1基板SUB1は、第1乃至第4辺E1,E2,E3,E4を有している。例えば、第1及び第3辺E1,E3が短辺であり、第2及び第4辺E2,E4が長辺である。
第2基板SUB2は、表示パネルPNLの厚み方向D0において、第1基板SUB1に対向している。第1基板SUB1は、表示パネルPNLの例えば長辺方向において、第2基板SUB2よりも大きく形成されており、第2基板SUB2から露出した端子領域NDAtを有している。制御モジュールCTRは、端子領域NDAtに設けられている。なお、制御モジュールCTRを、端子領域NDAtに接続された外部回路基板に設けてもよい。
シール材3は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機材料で形成されている。シール材3は、図1中の右上がり斜線で示す部分に相当し、第1基板SUB1と第2基板SUB2とを接着している。液晶層LCは、シール材3よりも内側において、第2基板SUB2と第1基板SUB1との間に配置されている。
表示パネルPNLは、平面視において、画像を表示する表示領域DAと、表示領域DAを囲む非表示領域(額縁領域)NDAと、を有している。表示領域DAには、複数の副画素SPXがm行×n列のマトリクス状に配列されている。例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)にそれぞれ対応する三つの副画素SPXを組み合わせてカラー表示が可能な画素PXを構成できる。なお、画素PXは、白色等の他の色の副画素SPXを含んでもよいし、同じ色の副画素SPXを複数含んでもよい。
非表示領域NDAは、第1乃至第4非表示領域NDA1,NDA2,NDA3,NDA4を含んでいる。第1非表示領域NDA1は、表示領域DAと第1辺E1との間にある。同様に、第2非表示領域NDA2は、表示領域DAと第2辺E2との間にある。第3非表示領域NDA3は、表示領域DAと第3辺E3との間にある。第4非表示領域NDA4は、表示領域DAと第4辺E4との間にある。第1非表示領域NDA1は、前述の端子領域NDAtを含んでいる。
第1基板SUB1は、表示領域DAにおいて、複数の走査信号線GL(GL1,GL2,GL3…GLm+1)と、走査信号線GLと交差する複数の映像信号線SL(SL1,SL2,SL3…SLn+1)と、を備えている。前述の副画素SPXは、隣り合う二本の走査信号線GLと隣り合う二本の映像信号線SLとによって区画された領域に相当する。
各々の走査信号線GLが延在する方向を第1方向D1と定義し、各々の映像信号線SLが延在する方向を第2方向D2と定義する。なお、図1に示す例では、映像信号線SLを第2方向D2に平行な直線で示しているが、図9に示す例のように、映像信号線SLがジグザグに屈曲しつつ第2方向D2に延在してもよい。図示しないが、映像信号線SLが第2方向D2を中心に蛇行する曲線でもよい。同様に、第1方向D1に延在する走査信号線GLは、屈曲してもよいし、蛇行してもよい。
図1に示す例では、第1方向D1が表示パネルPNLの短辺方向と一致し、第2方向D2が表示パネルPNLの長辺方向と一致する。なお、第1及び第2方向D1,D2は、図1に示す例に限られない。第1方向D1が表示パネルPNLの長辺方向と一致し、第2方向D2が表示パネルPNLの短辺方向と一致してもよいし、それ以外の方向であってもよい。
第1及び第2方向D1,D2並びに後述する第3方向(例えば、交差方向D3、第3A及び第3B方向D3A,D3B)、斜め方向D4はいずれも、表示パネルPNLの表示面に沿う方向であって、表示パネルPNLの厚み方向D0と直交している。
第1基板SUB1は、各々の走査信号線GLに接続された走査ドライバGDと、各々の映像信号線SLに接続された映像ドライバSDと、を備えている。走査ドライバGDは、例えば、第2及び第4非表示領域NDA2,NDA4にそれぞれ設けられている。映像ドライバSDは、例えば、第1非表示領域NDA1において端子領域NDAtよりも内側に設けられている。なお、走査ドライバGD及び映像ドライバSDを制御モジュールCTRに設けてもよいし、表示パネルPNLに接続された外部回路基板に設けてもよい。
第1基板SUB1は、各々の副画素SPXにおいて、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、を備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査信号線GL、映像信号線SL及び画素電極PEに電気的に接続されている。複数の副画素SPXに対向して共通電極CEが延在している。共通電極CEは、第1基板SUB1に設けてもよいし、第2基板SUB2に設けてもよい。
制御モジュールCTRは、走査ドライバGD及び映像ドライバSDを制御する。走査ドライバGDは、各々の走査信号線GLに走査信号を供給し、映像ドライバSDは、各々の映像信号線SLに映像信号を供給する。スイッチング素子SWに対応する走査信号線GLに走査信号が供給されると、当該スイッチング素子SWに対応する映像信号線SLと画素電極PEとが電気的に接続され、映像信号線SLの映像信号が画素電極PEに供給される。画素電極PEは、共通電極CEとの間で電界を形成して液晶層LCの液晶分子の配向を変化させる。保持容量CSは、例えば共通電極CEと画素電極PEとの間に形成される。
図2は、図1に示された副画素SPXの構成を示す平面図である。図2に示すように、スイッチング素子SWは、半導体層SCと、中継電極SLrと、を備えている。半導体層SCは、第1コンタクトホールCH1において映像信号線SLに接し、第2コンタクトホールCH2において中継電極SLrに接している。
半導体層SCは、映像信号線SLに重畳しながら第1コンタクトホールCH1から走査信号線GLへ延在し、走査信号線GLと交差した後にU字状に屈曲して第2コンタクトホールCH2へ延在している。中継電極SLrは、第3コンタクトホールCH3において画素電極PEと接している。ここでは、半導体層SCが走査信号線GLと二回交差するダブルゲート型のスイッチング素子SWを示しているが、スイッチング素子SWはシングルゲート型であってもよい。
図2中に一点鎖線で示す領域は、光を遮る遮光層21に相当する。遮光層21は、平面視において、走査信号線GL、映像信号線SL、中継電極SLr及び半導体層SCと重畳している。遮光層21は、各々の副画素SPXに開口APを有している。画素電極PEは、開口APに延出している。図2に示す例では、映像信号線SLは、ジグザグに屈曲しながら第2方向D2に延在している。画素電極PEは、映像信号線SLに平行に形成された二本のスリットを有しているが、この例に限られない。
各実施形態の表示装置DSPは、第1及び第2スペーサ31,32をさらに備えている。第1及び第2スペーサ31,32のいずれか一方が有する凹部33と、いずれか他方が有する凸部34とは、第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制するストッパ30を構成する。第1及び第2スペーサ31,32については、図7乃至図14を参照して後で詳しく説明する。
図3は、図2中のF3−F3線に沿う表示装置DSPの断面図である。図3に示す例では、表示パネルPNLが、主として表示面にほぼ平行な横電界を利用する表示モードに対応した構成を有している。なお、表示パネルPNLは、表示面に対して垂直な縦電界や、表示面に対して斜め方向の電界、或いはそれらを組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していてもよい。
前述のように、第1基板SUB1は、走査信号線GLと、映像信号線SLと、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、共通電極CEと、を備えている。それらに加え、第1基板SUB1は、図3に示すように、第1可撓性基板10と、第1絶縁層11と、第2絶縁層12と、第3絶縁層13と、第4絶縁層14と、第5絶縁層15と、第1配向膜AL1と、をさらに備えている。
第1可撓性基板10は、例えばポリイミド樹脂等で形成され、可撓性、透光性及び絶縁性を有している。第1可撓性基板10は、第2可撓性基板20と対向する第1面10Aと、第1面10Aとは反対側の第2面10Bと、を有している。第1絶縁層11は、第1可撓性基板10の第1面10Aを覆っている。
半導体層SCは、第1絶縁層11の上に形成されている。第2絶縁層12は、第1絶縁層11及び半導体層SCを覆っている。走査信号線GLは、第2絶縁層12の上に形成されている。第3絶縁層13は、第2絶縁層12及び走査信号線GLを覆っている。
映像信号線SL及び中継電極SLrは、第3絶縁層13の上に形成されている。映像信号線SL及び中継電極SLrは、同一工程で形成できる。第4絶縁層14は、第3絶縁層13、映像信号線SL及び中継電極SLrを覆っている。共通電極CEは、第4絶縁層14の上に形成されている。第5絶縁層15は、第4絶縁層14及び共通電極CEを覆っている。
画素電極PEは、第5絶縁層15の上に形成されている。なお、第5絶縁層15の下に画素電極PEを形成し、第5絶縁層15の上に共通電極CEを形成してもよい。第5絶縁層15は、画素電極PEと共通電極CEとを絶縁する層間絶縁層の一例である。第1配向膜AL1は、第5絶縁層15及び画素電極PEを覆っている。
走査信号線GL及び映像信号線SLは、例えば単層構造や積層構造の金属材料で形成されている。映像信号線SLは、走査信号線GLと比べて細線でもよい。中継電極SLrは、例えば映像信号線SLと同じ金属材料で形成されている。半導体層SCは、例えば低温又は高温ポリシリコン(LTPS or HTPS:Low or High Temperature Poly Silicon)で形成されている。画素電極PE及び共通電極CEは、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)やインジウム亜鉛酸化物(IZO:Indium Zinc Oxide)等で形成された透明導電膜である。
第1乃至第3及び第5絶縁層11,12,13,15は、シリコン酸化物、シリコン窒化物又はアルミナ等の無機絶縁層である。第4絶縁層14は、例えばアクリル樹脂等の感光性樹脂で形成された有機絶縁層である。第4絶縁層14は、スイッチング素子SWの凹凸を平坦化する機能を有し、第1乃至第3及び第5絶縁層11,12,13,15や第1配向膜AL1よりも厚く形成されている。第4絶縁層14を有機平坦化膜と呼ぶことがある。
第1及び第2コンタクトホールCH1,CH2は、第2及び第3絶縁層12,13を貫通している。映像信号線SLは、第1コンタクトホールCH1を通じて半導体層SCに接している。中継電極SLrは、第2コンタクトホールCH2を通じて半導体層SCに接している。映像信号線SL及び中継電極SLrのいずれか一方がソース電極であり、いずれか他方がドレイン電極である。
第3コンタクトホールCH3は、第4及び第5絶縁層14,15を貫通している。画素電極PEは、第3コンタクトホールCH3を通じて中継電極SLrに接しており、半導体層SCに電気的に接続されている。第3コンタクトホールCH3は、画素電極PEとトランジスタ(スイッチング素子SW)とを電気的に接続するコンタクトホールの一例である。
第2基板SUB2は、前述の遮光層21に加え、第2可撓性基板20と、カラーフィルタ層22と、オーバーコート層23と、第2配向膜AL2と、を備えている。第2可撓性基板20は、第1可撓性基板10と同様の樹脂材料で形成されている。第2可撓性基板20は、第1可撓性基板10の第1面10Aに対向する第3面20Aと、第3面20Aとは反対側の第4面20Bと、を有している。
遮光層21は、第2可撓性基板20の第3面20Aに形成され、平面視において図1に示された非表示領域NDAを覆っている。カラーフィルタ層22は、第3面20A及び遮光層21を覆っている。カラーフィルタ層22は、各々の副画素SPXに対応する色に着色されている。オーバーコート層23は、カラーフィルタ層22を覆っている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層23を覆っている。
液晶層LCは、第1及び第2配向膜AL1,AL2の間に配置されている。第1及び第2配向膜AL1,AL2は、画素電極PEに電圧が印加されていない状態において、液晶層LCの液晶分子を配向させる。第1及び第2配向膜AL1,AL2は、例えばインクジェット印刷やフレキソ印刷等によって塗布されたポリイミド樹脂等である。
第1可撓性基板10の第2面10Bには、第1偏光板PL1が貼り付けられている。第2可撓性基板20の第4面20Bには、第2偏光板PL2が貼り付けられている。なお、偏光した光を照射する照明装置BLを用いる場合、第1偏光板PL1を省略してもよい。
第1及び第2偏光板PL1は、第1可撓性基板10の第2面10Bや第2可撓性基板20の第4面20Bに貼り付けられる光学フィルムの一例である。なお、光学フィルムは、入射光のうちの所望の偏光を選択的に透過する偏光板に限られない。光学フィルムの他の例として、円偏光板の位相差を補償する位相差板や表示パネルPNLを保護する光透過性フィルム等が挙げられる。
図4は、表示装置DSPの製造方法の一例を示すフロー図である。図4を参照し、表示装置DSPの製造方法について説明する。ST1乃至ST3の工程を経て第1基板SUB1を用意する。ST4乃至ST6の工程を経て第2基板SUB2を用意する。ST7乃至ST11の工程を経て第1及び第2基板SUB1,SUB2が位置合わせされた表示パネルPNLを用意する。ST12及びST13の工程を経て表示パネルPNLに光学フィルムを貼り付ける。ST14及びST15の工程を経て表示装置DSPを完成させる。
ST1乃至ST3の工程について説明する。まず、剛性のガラス基板の上面に第1可撓性基板10の材料を塗布し、塗布した材料を硬化させて第1可撓性基板10を形成する(第1可撓性基板形成ST1)。
第1可撓性基板10の上でフォトリソグラフィ等を繰り返し、前述の走査信号線GL、走査ドライバGD、映像信号線SL、映像ドライバSD、スイッチング素子SW、共通電極CE、画素電極PE、第1乃至第5絶縁層11,12,13,14,15、第1スペーサ31等を極めて高い位置精度で積層した回路層を形成する(回路層形成ST2)。
回路層の上に第1配向膜AL1の材料を塗布し、塗布した材料を硬化させて第1配向膜AL1を形成する(第1配向膜形成ST3)。ST1乃至ST3の工程を経て、複数の第1基板SUB1を含んだマザー基板を得る。
次に、ST4乃至ST6の工程について説明する。ST1の工程と同様にして、ガラス基板の上に第2可撓性基板20を形成する(第2可撓性基板形成ST4)。第2可撓性基板20の上でフォトリソグラフィ等を繰り返し、前述の遮光層21、カラーフィルタ層22、オーバーコート層23、第2スペーサ32等を極めて高い位置精度で積層した着色層を形成する(着色層形成ST5)。ST3の工程と同様にして、着色層の上に第2配向膜AL2を形成する(第2配向膜形成ST6)。ST4乃至ST6の工程を経て、複数の第2基板SUB2を含んだマザー基板を得る。
次に、ST7乃至ST11の工程について説明する。いずれか一方のマザー基板にシール材3を塗布し、シール材3に囲まれた内側に液晶層LCの液晶材料を滴下する(液晶滴下ST7)。二枚のマザー基板を位置合わせして貼り合わせ、シール材3を硬化させる(基板接着ST8)。
第1可撓性基板10の第2面10Bからガラス基板を剥離し(ガラス基板剥離ST9)、第2面10Bに保護フィルムを貼り付ける(保護フィルム貼着ST10)。透光性のガラス基板を通じて第1可撓性基板10の第2面10Bにレーザー光を照射すると、第1可撓性基板10がレーザー光を吸収して僅かに分解する。第1可撓性基板10とガラス基板との界面に空隙が生じ、第1可撓性基板10からガラス基板が剥離される。
同様にして、第2可撓性基板20の第4面20Bからガラス基板を剥離し、第4面20Bに保護フィルムを貼り付ける。保護フィルムは、例えばポリエチレンテレフタラート樹脂等で形成されたフィルムである。保護フィルムを貼り付けたマザー基板を切断し、複数のパネルに個片化する(セルカットST11)。
次に、ST12乃至ST15の工程について説明する。第2可撓性基板20の第4面20Bから保護フィルムを引き剥がし(保護フィルム剥離ST12)、第2偏光板PL2を貼り付ける(光学フィルム貼着ST13)。同様に、第1可撓性基板10の第2面10Bから保護フィルムを引き剥がし、第1偏光板PL1を貼り付ける。
端子領域NDAtに外部回路基板を実装する(外部回路基板実装ST14)。なお、外部回路基板を実装した後に保護フィルムを引き剥がして第1偏光板PL1を貼り付けてもよい(保護フィルム剥離ST12及び光学フィルム貼着ST13)。表示パネルPNLに照明装置BLを組み付ければ、表示装置DSPが完成する(仕上げST15)。なお、ST15の工程の後に、表示装置DSPの端辺を湾曲させる工程をさらに備えていてもよいし、カバーガラス等のカバー部材に表示パネルPNLを貼り付ける工程をさらに備えていてもよい。
図5は、図4に示されたST12の工程の一例を説明する平面図である。図5に示すように、ST12の工程において、第1及び第2方向D1,D2(例えば表示パネルPNLの長辺方向及び短辺方向)に交差する斜め方向(引き剥がし方向)D4に沿って第1及び第2可撓性基板10,20から保護フィルムPRを引き剥がす。このとき、第1基板SUB1に対する第2基板SUB2の位置が斜め方向D4にずれるおそれがある。斜め方向D4は、例えば、第1基板SUB1や第2基板SUB2の対角線に沿う方向である。
図6は、図4に示されたST13の工程の一例を説明する側面図であって、真空吸着ステージ41に固定された表示パネルPNLに、光学フィルムを搬送する貼り付け装置42を用いて光学フィルムを貼り付ける例を説明している。
貼り付け装置42は、光学フィルムを保持する弱粘着性のベルト43と、ベルト43を回転駆動する本体44と、を備えている。ベルト43は、本体44の周囲に巻回されている。貼り付け装置42は、本体44を表示パネルPNLの長辺方向又は短辺方向すなわち第1又は第2方向D1,D2に沿って移動させるとともに、ベルト43を回転させることにより、第2偏光板PL2等の光学フィルムを第2基板SUB2等の基板に貼り付ける。
このとき、本体44が移動する装置移動速度と、ベルト43が回転するフィルム送り速度とが同期していないと、真空吸着ステージ41に固定されて動けない下側の第1基板SUB1に対して、貼り付け装置42に引き摺られて移動しようとする上側の第2基板SUB2の位置がずれるおそれがある。
[第1実施形態]
以下、図2及び図7乃至図9を参照して第1実施形態の表示装置DSPを説明する。第1実施形態の表示装置DSPは、図5に示されたST12の工程や図6に示されたST13の工程において、第1基板SUB1と第2基板SUB2との位置ずれを抑制するストッパ30を備えている。ストッパ30は、図2に示された第1及び第2スペーサ31,32のいずれか一方が有する凹部33と、いずれか他方が有する凸部34とによって構成されている。
図7は、図2中のF7を拡大して示す平面図であり、図8は、図7中のF8−F8線に沿う断面図である。図8に示すように、第1スペーサ31は、第1可撓性基板10の第1面10Aに配置されている。第2スペーサ32は、第2可撓性基板20の第3面20Aに配置され、表示パネルPNLの厚み方向D0において第1スペーサ31に対向している。
なお、図8に示す例のように、第1可撓性基板10の第1面10Aと第1スペーサ31との間に走査信号線GL、映像信号線SL、スイッチング素子SW、共通電極CE、画素電極PE、第1乃至第5絶縁層11,12,13,14,15等が介在してもよい。同様に、第2可撓性基板20の第3面20Aと第2スペーサ32との間に遮光層21、カラーフィルタ層22、オーバーコート層23等が介在してもよい。
第1基板SUB1の第1スペーサ31は、凹部33を有し、第2基板SUB2の第2スペーサ32は、凸部34を有している。なお、後述する変形例のように、第1スペーサ31が凸部34を有し、第2スペーサ32が凹部33を有してもよい。
第1スペーサ31に凹部33を形成するには、例えば、ハーフトーン処理等のマルチトーン処理によって第1スペーサ31の厚みを部位毎に調整すればよい。凹部33は、例えば、内面33A,33B,33Cによって構成されている。図8に示す例では、凸部34の先端34Aが凹部33の内面33Aに接しており、斜め方向D4への第2基板SUB2の移動を阻止している。
第1基板SUB1に対して第2基板SUB2が斜め方向D4に移動したとき、凸部34の先端34Aに接する面を凹部33の内面33A又は内面33Cとし、内面33A,33Cの間隙を凹部33の幅とする。斜め方向D4における先端34Aの幅は凹部33の幅よりも小さい。
図7に示すように、凹部33を構成する内面33A,33B,33Cは、第3A方向D3Aに沿って延在している。凹部33は、第3A方向D3Aにおいて第1スペーサ31を貫通し、開放端33D,33Eを有している。凸部34の先端34Aは、第3B方向D3Bに沿って延在している。第3A及び第3B方向D3A,D3Bは、第3方向の一例であり、第1及び第2方向D1,D2と交差する交差方向D3とおおむね一致する。交差方向D3は、例えば斜め方向D4に直交する方向である。
図7に示す例では、凹部33と凸部34との嵌合の裕度を大きく確保するため、第3A及び第3B方向D3A,D3Bを僅かにずらしている。なお、第3A及び第3B方向D3A,D3Bが完全に一致するように凹部33及び凸部34を形成してもよい。交差方向D3と第3A方向D3Aとがなす角度は、例えば30°以下である。同様に、交差方向D3と第3B方向D3Bとがなす角度は、例えば30°以下である。
第1及び第2方向D1,D2並びに斜め方向D4のいずれの方向から見ても、凹部33の内面33A,33Cと、凸部34の先端34Aとは、重畳している。換言すると、交差方向D3におおむね延在する凹部33の内面33A、凸部34の先端34A、凹部33の内面33Cは、交差方向D3に直交する斜め方向D4において一列に並んでいる。一方で、凹部33が開放端33D,33Eを有しており、凹部33の内面33A,33Cと、凸部34の先端34Aとは、交差方向D3において重畳していない。
ST12の工程において、第2基板SUB2が保護フィルムPRによって斜め方向D4へ引っ張られると、図7に示すように、凸部34の先端34Aが凹部33の内面33A又は内面33Cに当接する。斜め方向D4への第2基板SUB2の移動は、凹部33及び凸部34で構成されたストッパ30によって阻止される。
同様に、ST13の工程において、第2基板SUB2が貼り付け装置42によって第1又は第2方向D1,D2へ引っ張られると、図7に示すように、凸部34の先端34Aが凹部33の内面33A又は内面33Cに当接する。第1及び第2方向D1,D2への第2基板SUB2の移動は、凹部33及び凸部34で構成されたストッパ30によって阻止される。
第1及び第2スペーサ31,32は、表示領域DAに形成された遮光層21に平面視で重畳するように配置されている。図2及び図7に示す例では、第1スペーサ31は、第1方向D1に延在しており、第1方向D1に配列された複数の凹部33を有している。さらに、第1スペーサ31は、走査信号線GLに沿って第1方向D1に延在しており、平面視において、画素電極PEの一部や第3コンタクトホールCH3に重畳している。
第1スペーサ31は、例えば感光性のアクリル樹脂等であり、無機絶縁層である第5絶縁層15との密着性が低い。図2及び図7に示す例では、第1スペーサ31を形成する材料の少なくとも一部が、第5絶縁層15よりも第1スペーサ31との密着性に優れたITO等の透明導電膜である画素電極PEの上面に接している。なお、第1スペーサ31は、画素電極とは電気的に接続されていない透明導電膜と接していてもよい。さらに、第1スペーサ31を形成する材料の少なくとも一部が、画素電極PE等の透明導電膜に覆われた第3コンタクトホールCH3の内部に位置している。第3コンタクトホールCH3の内部に位置した第1スペーサ31の材料は、透明導電膜を保護している。
なお、第5絶縁層15の下に画素電極PEを形成し、第5絶縁層15の上に共通電極CEを形成する構成では、第1突出部51を形成する材料の少なくとも一部が、透明導電膜である共通電極CEの上面に接することになる。平面視において第1突出部51の底面の一部が透明導電膜と重畳していれば、第1突出部51を第1基板SUB1に強固に密着させることができる。
図9は、凸部34の配列密度を模式的に示す平面図である。ST12やST13の工程において、シール材3に固定されている液晶層LCの周辺LCoutと比較して、シール材3から離れている液晶層LCの中央LCinは、第1基板SUB1に対する第2基板SUB2の位置がずれやすい。位置ずれを防ぐため、凸部34の配列密度は、図9に示すように液晶層LCの周辺LCoutよりも液晶層LCの中央LCinの方が高くなることが好ましい。
以上のように構成された第1実施形態の表示装置DSPは、第1基板SUB1の第1スペーサ31と、第2基板SUB2の第2スペーサ32とのうち、いずれか一方が凹部33を有し、いずれか他方が凸部34を有している。凹部33の内面33A,33Cと、凸部34の先端34Aとは、第1及び第2方向D1,D2並びに斜め方向D4のいずれの方向とも交差する交差方向D3に延在している。
第1及び第2基板SUB1,SUB2のうちの一方の基板に対して他方の基板が第1及び第2方向D1,D2及び斜め方向D4に引っ張られたとき、図7に示すように、凸部34の先端34Aが凹部33の内面33A又は内面33Cに当接して他方の基板の移動が阻止される。第1実施形態は、凹部33及び凸部34で構成されたストッパ30によって、第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制できる。
また、第1実施形態は、凹部33が第1スペーサ31を交差方向D3に貫通している。凹部33が開放端33D,33Eを有しているため、交差方向D3における凹部33と凸部34との嵌合の裕度を大きく確保できる。図7に示す例では、凸部34の先端34Aが延在する第3B方向D3Bを凹部33の内面33A,33Cが延在する第3A方向D3Aから僅かにずらしている。このような第1実施形態によれば、凹部33と凸部34との嵌合の裕度をさらに大きく確保できる。
[変形例]
次に、図10乃至図17を参照して、第1実施形態の変形例に係る第1及び第2スペーサ31,32について説明する。なお、第1実施形態の構成と同一又は類似の機能を有する構成は、同一の符号を付して対応する第1実施形態の記載を参酌することとし、ここでの説明を省略する。また、その他の構成は、第1実施形態と同一である。
図10は、第1実施形態の第1変形例に係る第1及び第2スペーサ31,32を示す断面図である。第1変形例は、第4絶縁層14に凹部33を形成して、第4絶縁層14の一部を第1スペーサ31として構成する点が第1実施形態と異なる。
第4絶縁層14に凹部33を形成するには、例えば、ハーフトーン処理等のマルチトーン処理によって第4絶縁層14の厚みを部位毎に調整すればよい。マルチトーン処理されていない部位の第4絶縁層14の厚みは、例えば3μmである。ハーフトーン処理された部位の第4絶縁層14の厚みは、例えば1.5μmである。
第1変形例によれば、第1実施形態と同様に、第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制できる。さらに、第1変形例では、第1スペーサ31を積層する工程を省略してST2の工程を簡素化できる。しかも、密着性が低い材料を第5絶縁層15の上に積層しないため、画素電極PE等の透明導電膜と重畳するように第1スペーサ31を配置する必要がなくなり、第1基板SUB1の設計の自由度を向上できる。
図11は、第1実施形態の第2変形例を示す断面図であり、図12は、第1実施形態の第3変形例を示す断面図であり、図13は、第1実施形態の第4変形例を示す断面図である。第2乃至第4変形例はいずれも、第1スペーサ31にフルトーン処理によって形成された凹部33を有する点が第1実施形態と異なる。さらに、第2変形例と第3変形例とは、第2スペーサ32の高さが異なる。第3変形例と第4変形例とは、第1スペーサ31の高さが異なる。
第2乃至第4変形例によれば、第1実施形態と同様に、ST12やST13の工程における第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制できる。加えて、ハーフトーン処理等のマルチトーン処理を用いる必要がないため、ST2の工程を簡素化できる。
第2変形例は、第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔(セルギャップ)と略同一の高さの第2スペーサ32を有している。第2変形例では、表示パネルPNLの表示面を指で押圧されたとき、第2基板SUB2を第2スペーサ32で支持して第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔を保持できる。
第3変形例は、第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔よりも低い高さの第2スペーサ32を有している。第3変形例では、第2スペーサ32によって第1配向膜AL1が傷つくことを防止できる。例えば、第1及び第2スペーサ31,32が第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔の半分よりも高ければ、凹部33の内面33A,33Cと凸部34の先端34Aとを当接させてストッパ30を構成できる。第3変形例は、第1スペーサ31が一体的に形成されていないが、この場合も、壁となる二つの突起を合わせて一つの第1スペーサ31である。
第4変形例は、第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔と略同一の高さの第1スペーサ31を有している。第4変形例では、表示パネルPNLの表示面を指で押圧されたとき、第2基板SUB2を第1スペーサ31で支持して第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔を保持できる。なお、第1スペーサ31を大きくすると遮光層21も大きくしなければならない。遮光層21が大きくなると開口率が低下するため、この観点では第4変形例よりも第2変形例の方が好ましい。
図14は、第1実施形態の第5変形例に係る第1及び第2スペーサ31,32を示す断面図である。第5変形例は、第1スペーサ31が凸部34を有し、第2スペーサ32が凹部33を有する点が第1実施形態と異なる。第5変形例によれば、第1実施形態と同様にST12やST13の工程における第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制できる。
図15は、第1実施形態の第6変形例に係る第1及び第2スペーサ31,32を示す断面図である。図15に示す表示パネルPNLは、壁電極35を備えている。壁電極35は、液晶層LCの内部に突出した壁36と、壁36の壁面に形成された共通電極CE及び画素電極PEと、を備えており、互いに隣り合う壁電極35の間に第1基板SUB1に平行に近い横電界を生じさせることができる構造である。第6変形例は、第1スペーサ31を壁電極35の一部として構成する点が第1実施形態と異なる。
壁電極35を備えた表示装置DSPは、液晶層LCに印加する横電界を第1基板SUB1に平行に近づけて液晶層LCの透過率を均一にすることができる。第6変形例によれば、このような表示装置DSPにおいても、第1実施形態と同様にしてST12やST13の工程における第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれを抑制できる。しかも、壁電極35の一部を第1スペーサ31として利用するため、第1スペーサ31を形成するために新たな工程を追加する必要がない。
また、図16のように、図1に示された第1乃至第4表示領域NDA1,NDA2,NDA3,NDA4の端部をそれぞれ湾曲させる場合がある。この場合、第1乃至第4表示領域NDA1,NDA2,NDA3,NDA4の端部の近傍において、第1基板SUB1に対して第2基板SUB2が斜め方向D4へ移動する可能性がある。
図17のように、ST15の工程の後に、表示装置DSPをカバーガラス等のカバー部材に貼り付ける場合がある。この場合も、第1基板SUB1に対して第2基板SUB2が斜め方向D4へ移動する可能性がある。しかし、本実施形態のような第1及び第2スペーサ31,32を形成することによって、これらの課題を解消できる。
[第2実施形態]
図18を参照して第2実施形態について説明する。第2実施形態の表示装置DSPは、第1可撓性基板10の第1面10A及び/又は第2可撓性基板20の第3面20Aに配置された突出部をさらに備える点が第1実施形態と異なる。なお、突出部に組み合わせる第1及び第2スペーサ31,32は、これまで説明した第1実施形態及びその変形例のいずれの構成であってもよい。
図18は、第1突出部51を第1可撓性基板10の第1面10Aに配置し、第2突出部52を第2可撓性基板20の第3面20Aに配置した例である。なお、図18に示すように、第1可撓性基板10の第1面10Aと第1突出部51との間に走査信号線GL、映像信号線SL、スイッチング素子SW、共通電極CE、画素電極PE、第1乃至第5絶縁層11,12,13,14,15等が介在してもよい。同様に、第2可撓性基板20の第3面20Aと第2突出部52との間に遮光層21、カラーフィルタ層22、オーバーコート層23等が介在してもよい。
第1突出部51は、例えば、第1スペーサ31と同一の層に形成されており、第1スペーサ31と同一の工程で形成できる。一方で、第1突出部51は、第2スペーサ32と対向しておらず、第2スペーサ32と接していない点が第1スペーサ31と異なる。
同様に、図18に示す例では、第2突出部52が第2スペーサ32と同一の層に形成されており、第2スペーサ32と同一の工程で形成できる。一方で、第2突出部52は、第1スペーサ31と対向しておらず、第1スペーサ31と接していない点が第2スペーサ32と異なる。
つまり、第1及び第2突出部51,52は、第1及び第2基板SUB1,SUB2の位置ずれの抑制や、第1及び第2基板SUB1,SUB2の間隔の保持を目的とする部材ではない。図18に示す例では、第1突出部51が、走査信号線GLに沿って延在している。なお、第1突出部51は、走査信号線GLと交差する方向に延在してもよい。図18に示す例では、第1突出部51が、第1スペーサ31に平行に延在している。第1突出部51の長辺の長さは、第1スペーサ31の長辺の長さよりも長い。また、第1突出部51の高さH1は、液晶層LCの厚みH0の値の半分よりも大きいことが好ましい。
同様に、第2突出部52は、映像信号線SLに沿って延在している。なお、第2突出部52は、映像信号線SLと交差する方向に延在してもよい。第2突出部52の長辺の長さは、第2スペーサ32の長辺の長さよりも長い。
図6に示されたST13の工程では、第1及び第2基板SUB1,SUB2と第1及び第2偏光板PL1,PL2等の光学フィルムとの間に気泡等を噛まないように、貼り付け装置42で第1又は第2基板SUB1,SUB2に押し当てながら光学フィルムを貼り付ける。例えば、光学フィルムを押圧する貼り付け装置42が第1基板SUB1の第1辺E1から第3辺に移動するとき、第1及び第2基板SUB1,SUB2の間に封入された液晶層LCの液晶材料も第1辺E1から第3辺E3へ押し流される。貼り付け装置42が高速で移動すると、液晶材料が勢いよく移動して、液晶層LCを囲むシール材3を損傷させるおそれがある。
さらに、可撓性を有した表示装置DSPは、第1及び第2可撓性基板10,20が樹脂等の可撓性材料から形成されている。第1及び第2可撓性基板10,20は、ガラス基板等の剛性の基材と比べて、弱い力でも基板が変形する。可撓性を有した表示装置DSPでは、ST13の工程において、シール材3に向かう液晶材料の勢いが第1及び第2可撓性基板10,20の変形によって促進されてしまう。第2実施形態によれば、第1又は第2方向D1,D2に延在する第1及び第2突出部51,52によってシール材3に向かって流れる液晶材料の勢いを緩和してシール材3の破壊を防止できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。各実施形態にて開示した構成は、適宜に組み合わせることができる。
10…第1可撓性基板、10A…第1面、10B…第2面、20…第2可撓性基板、20A…第3面、20B…第4面、21…遮光層、31…第1スペーサ、32…第2スペーサ、33…凹部、33A,33C…凹部の内面、34…凸部、34A…凸部の先端、51…第1突出部、52…第2突出部、CH3…第3コンタクトホール(コンタクトホールの一例)、D1…第1方向、D2…第2方向、D3A…第3A方向(第3方向の一例)、D3B…第3B方向(第3方向の一例)、DSP…表示装置、GL…走査信号線、LC…液晶層、LCin…液晶層の中央、LCout…液晶層の周辺、SL…映像信号線、SPX…副画素、PE…画素電極(透明導電膜の一例)、SW…スイッチング素子(トランジスタの一例)。

Claims (9)

  1. 第1面及び該第1面とは反対側の第2面を有した第1可撓性基板と、
    前記第1面に対向する第3面及び該第3面とは反対側の第4面を有した第2可撓性基板と、
    前記第1面及び前記第3面の間に配置された液晶層と、
    前記第1面に配置された第1スペーサと、
    前記第3面に配置された第2スペーサと、
    を備え、
    前記第1スペーサ及び前記第2スペーサのいずれか一方が凹部を有し、該第1スペーサ及び該第2スペーサのいずれか他方が凸部を有し、
    前記凸部の先端は、前記凹部に接している、表示装置。
  2. 第1方向に延在する複数の走査信号線と、前記第1方向と交差する第2方向に延在する複数の映像信号線と、平面視において前記走査信号線及び前記映像信号線に重畳する遮光層と、をさらに備え、
    前記第1スペーサ及び前記第2スペーサは、平面視において前記遮光層に重畳している、請求項1に記載の表示装置。
  3. 第1方向に延在する複数の走査信号線と、前記第1方向と交差する第2方向に延在する複数の映像信号線と、をさらに備え、
    前記凹部を構成する内面と、前記凸部の先端とは、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に延在している、請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記第1スペーサは、前記第1方向に延在しており、前記第1方向に配列された複数の前記凹部を有している、請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記第1面に配列された副画素と、前記副画素に配置された画素電極と、コンタクトホールを介して前記画素電極に電気的に接続されたトランジスタと、をさらに備え、
    前記第1スペーサを形成する材料の少なくとも一部は、前記コンタクトホールの内部に位置している、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 前記第1面に配列された副画素と、前記副画素に配置された画素電極と、をさらに備え、
    前記画素電極は、透明導電膜で構成され、
    前記第1スペーサは、前記透明導電膜の上面に接している、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 複数の前記凸部を備えており、
    前記凸部の配列密度は、前記液晶層の周辺よりも該液晶層の中央の方が高い、請求項1乃至6のいずか一項に記載の表示装置。
  8. 前記第1面に配置された第1突出部をさらに備え、
    平面視において、前記第1突出部の長辺の長さは、前記第1スペーサの長辺の長さよりも長く、
    前記第1突出部は、前記第2スペーサと対向していない、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 前記第3面に配置された第2突出部をさらに備え、
    平面視において、前記第2突出部の長辺の長さは、前記第2スペーサの長辺の長さよりも長く、
    前記第2突出部は、前記第1スペーサと対向していない、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置。
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